ساخت ترانسفورماتورهای قدرت تک فاز و ارائه الگوریتم مناسب برای طراحی بهینه آن در word

بخشی از فهرست مطالب پروژه ساخت ترانسفورماتورهای قدرت تک فاز و ارائه الگوریتم مناسب برای طراحی بهینه آن در word

مقدمه
فصل اول: مفاهیم اساسی  در طراحی
فصل دوم: هسته ترانسفورماتور
فصل سوم: سیم پیچی ترانسفورماتور
فصل چهارم: طراحی ترانسفورماتور
منابع و مراجع
 

مقدمه
در میان مباحث مختلف علوم بحث طراحی یكی از مهمترین موضوعاتی است كه در مورد آن باید تحقیقات وسیعی انجام شود. در مورد دستگاهها و وسایل الكتریكی نیز موضوع طراحی جایگاه ویژه ای دارد.
شاید پركاربردترین وسیله ای كه در اغلب دستگاههای الكتریكی و الكترونیكی بصورت مستقیم یا غیرمستقیم و در اندازه های كوچك و بزرگ استفاده می شود، ترانسفورماتور می باشد.
ترانسفورماتورها از نظر كاربرد انواع مختلفی دارند: ترانسفورماتورهای ولتاژ (VT) ، ترانسفورماتورهای جریان (CT) ، ترانسفورماتورهای قدرت (PT) ، ترانسفورماتورهای امپدانس، ترانسفورماتورهای ایزولاسیون و اتوترانسفورمرها . هر كدام از این نوع ترانسفورماتورها كاربرد و تعریف خاص خود را دارند.
در روند طراحی ترانسها مسایل مختلفی مطرح می شود، و مراحل متعددی باید طی شود تا یك طراحی بصورت پایدار و مناسب ، قاب ساخت و استفاده بصورت عملی باشد.
در این پروژه، بعد از بررسی مقدماتی و تعریف بعضی از پارامترهای مهم در مبحث ترانس، از جمله میل مدور (CM) ، ضریب شكل موج (Form Factor) و نیز ضریب انباشتگی سطح مقطع (Stacking factor) به معرفی دو فرمول اساسی مورد استفاده در روند طراحی پیشنهادی در این پروژه می پردازیم و در فصول بعدی به معرفی ضرایب مورد استفاده در طراحی هسته و سیم پیچی و نیز معرفی و ارایه كاتالوگها و نمودارهای موردنیاز برای طراحی انواع هسته و سیم پیجی، كه از مباحث اساسی در ترانسفورماتورها می‌باشد، پرداخته میشود.
در ادامه مبحث اصلی و در واقع نتیجه ای كه از مباحث قبلی گرفته شده است، در جهت ارائه یك نتیجه كلی، روندی برای طراحی ترانسفورماتورهای قدرت بصورت یك الگوریتم و روش برای طراحی آورده شده است.
در انتها نیز یك برنامه كامپیوتری در جهت بهبود روند طراحی و سرعت بخشیدن به انجام فرایند حجیم محاسباتی مبحث طراحی و بهبود بعضی از پارامترهای مهم از جمله راندمان، ارائه شده است. در پایان این بخش نیز نتایج چند طراحی آورده شده است.
 
فصل اول
مفاهیم اساسی در طراحی
در این قسمت به عنوان توضیح بعضی از تعاریف و مقدمات و چند مبحث بصورت گذرا مطرح می شود، كه با توجه به اهمیت آشنایی با این مفاهیم در بحث طراحی می تواند بسیار مفید باشد.
تعاریف و مفاهیم:
مدل مدور (Circular Mil) :
میل مدور یكی از واحدهای متداول بین كننده سطح مقطع هادیها می‌باشد. وقتی كه قطر هادی برابر با یك میل (mil) باشد، سطح مقطع هادی طبق روابط زیر و با توجه به شكل یك میل مدور خواهد بود.
 
(mil) قطر هادی D =
(CM) سطح مقطع هادی A=
1 mil = 0.001 inch
1 inch = 2.54 cm
 
(1-1)  
ضریب شكل موج (From Factor) :
ضریب شكل موج برابر با نسبت مقدار rms موج ولتاژ مورد استفاده به مقدار میانگین این شكل موج است، كه بدین ترتیب برای هر شكل موج مشخصه موجود، این ضریب متفاوت خواهد بود. برای مواردی كه از موج متناوب سینوسی استفاده می شود، مقدار این ضریب برابر با 11/1 در نظر گرفته خواهد شد.
(2-1)    
در شكل موج سینوسی روابط 3-1 و 4-1 برقرار می باشند:
(3-1)     و (4-1) 
و از روابط قبل برای موج سینوسی بدست می آید:
(5-1)  
ضریب انباشتگی در سطح مقطع (Stacking Factor) :
ضریب انباشتگی در سطح مقطع برای بیان این واقعیت مطرح می‌شود كه، سطح مقطع محاسبه شده هسته همیشه از مقدار واقعی سطح مقطع آهن هسته بیشتر است. بنابراین برای استفاده از پارامتر سطح مقطع در فرمولها باید این ضریب را كه مقدار آن اغلب عددی نزدیك یك بوده و تقریباً 0.9 و یا 0.95 می باشد، به مقدار سطح مقطع ضرب كرد.
انواع سیمهای تخت :
1. سیم تختی كه از سیم‌های گرد ساخته می‌شود و سطح مقطع آن به شكل مستطیل بوده ولی راسهای آن كاملا تیز نیست یعنی لبه آن به صورت گرد و دارای شعاع r می‌باشد.
لبه‌هابه این دلایل گرد می‌شوند كه
•    قالب بندی آن كاملا مستطیل نمی‌تواند باشد
•    در لبه‌های نوك تیز میدان شدیدتر و خطرناكتر می‌باشد.
•    عایق بندی (پیچیدن كاغذ عایق روی آن) مشكل می‌شود چرا كه عایق‌ها در اثر كشش در لبه‌های نوك تیز پاره می‌شوند.
2. سیم‌های دو قلو كه در ترانسفورماتور‌های با ولتاژ بالا به خاطر عایق بندی بهتر از این نوع سیم استفاده می شود.
3. سیم‌های بافته كه در زمان نیاز به سطح مقطع بالا (ترانسفورماتورهای با جریان‌های خیلی بالا) از این نوع سیم استفاده می‌شود. تعداد هادیها در سیم بافته فرد بوده و لاك شده می‌باشند و از همدیگر كاملا عایق می‌باشند با استفاده از این سیم تلفات eddy كاهش می‌یابد.

 
بخشی از منابع و مراجع پروژه ساخت ترانسفورماتورهای قدرت تک فاز و ارائه الگوریتم مناسب برای طراحی بهینه آن در word
Lowdon, E. : Practical Transformer Design Handbook.            [1] Edition : 1958
[2] Electrical machinery Analyses Applying MATLAB
[3] حشمتی، احمد. گزارش دوره آموزش در شركت ایران ترانسفو زنجان – قسمت فنی تابستان 1380
[4] نصیری، علی. جزوه طراحی ترانسفورماتور. دانشگاه زنجان.
[5] سایت اینترنتی : http : // www.magmet.com